RFID开发技术及实践（西电版）第2章RFID协议体系

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1、第2章RFID协议体系2.1ISO/IEC14443标准2.2ISO/IEC18000-6标准2.1ISO/IEC14443标准ISO/IEC14443标准是近耦合非接触式IC卡的国际标准，可用于身份证和各种智能卡、存储卡。ISO/IEC14443标准由四部分组成，即ISO/IEC14443-1/2/3/4。在ISO/IEC14443标准中，阅读器称为PCD(ProximityCouplingDevice，近耦合设备)，应答器称为PICC(ProximityICCard，近耦合IC卡)。　　本书配套的高频RFID阅读

2、器，即是符合ISO/IEC14443TYPEA协议的PCD设备。2.1.1ISO/IEC14443-1ISO/IEC14443-1部分是ISO/IEC14443的物理特性。协议中对近耦合卡做了相关规定，具体内容如下：PICC的机械性能。PICC尺寸应满足ISO7810中的规范，即85.72mm × 54.03mm × 0.76mm。对PICC进行弯曲和扭曲实验及紫外线、X射线和电磁射线的辐射实验的附加说明。2.1.2ISO/IEC14443-2ISO/IEC14443-2部分主要规定了ISO/IEC14443的射

3、频能量和信号接口。1.射频能量阅读器(PCD)产生耦合到应答器(PICC)的射频电磁场，用以传送能量。PICC通过耦合获取能量，并转换成芯片工作直流电压。PCD和PICC间通过调制与解调实现通信。　　射频频率为13.56MHz，阅读器产生的磁场强度为1.5A/m ≤H≤ 7.5A/m(有效值)。若PICC的动作场强为1.5A/m，那么PICC在距离PCD为10cm时能正常不间断地工作。2.信号接口信号接口也称为空中接口。协议规定了两种信号接口：TYPEA和TYPEB。我国第二代身份证就是采用TYPEB型的应答器，但

4、是TYPEB更多应用在特殊场合，通常需加密。相对而言，TYPEA型应用更加广泛和简单。因此，本书仅详细介绍TYPEA型协议的相关内容，而对TYPEB型只作简要介绍。PICC仅需采用两者之一的方式，但PCD最好对两者都能支持并可任意选择其中之一来适配PICC。1) TYPEA型PCD向PICC通信：载波频率为13.56MHz，数据传输速率为106kb/s，采用修正密勒码的100%ASK调制。为保证对PICC的不间断能量供给，载波间隙的时间约为2～3μs。PICC向PCD通信：以负载调制方式实现，用数据曼彻斯特码的副载

5、波调制(ASK)信号进行负载调制。副载波频率为载波频率的16分频，即847kHz。2) TYPEB型PCD向PICC通信：数据传输速率为106kb/s，用数据的NRZ码对载波进行ASK调制，调制幅度为10%(8%～14%)逻辑1时，载波高幅度(无调制)；逻辑0时，载波低幅度。PICC向PCD通信：数据传输速率为106kb/s，用数据的NRZ码对副载波(847kHz)进行BPSK(二进制相移键控)调制，然后再用副载波调制信号进行负载调制实现通信。2.1.3ISO/IEC14443-3ISO/IEC14443-3标准中

6、提供了TYPEA和TYPEB两种不同的防碰撞协议。TYPEA采用位检测防碰撞协议，TYPEB通过一组命令来管理防碰撞过程，防碰撞方案为时隙基础。限于实用角度和篇幅原因，本节只介绍TYPEA的防碰撞协议。1.帧结构TYPEA的帧有三种类型：短帧、标准帧和面向比特的防碰撞帧。1)短帧　　短帧的结构由起始位S、7位数据位b1～b7和通信结束位E构成，其帧结构如图2-1所示。2)标准帧　　标准帧由起始位S、n个数据字节以及结束位E构成，每一个数据字节后面有一个奇校验位P，其帧结构如图2-2所示。图2-1短帧图2-2标准帧3

7、)面向比特的防碰撞帧　　该帧仅用于防碰撞循环，它是由7个数据字节组成的标准帧。在防碰撞过程中，它被分裂为两部分：第一部分从PCD发送到PICC；第二部分从PICC发送到PCD。第一部分数据的最大长度为55位，最小长度为16位，第一部分和第二部分的总长度为56位。这两部分的分裂有两种情况：第一种情况是在完整的字节之后分开，并在完整字节后加检验位。第二种情况是在字节当中分开，在第一部分分开的位后不加校验位；对于分裂的字节，PCD对第二部分的第一个校验位不予检查。2. PICC的状态在ISO/IEC14443-3标准中

8、PICC有不同的状态，各状态之间又会受到不同操作或者数据的影响而进行互相转换。下述内容用于实现任务描述2.D.1，即用流程图描述TYPEA型PICC的状态及转换，如图2-3所示。TYPEA型PICC的状态转换说明如下：Power-off(断电)状态。任何情况下，PICC离开PCD有效作用范围即进入Power-off状态。Idl